阐述泥浆护壁钻孔灌注桩施工监理控制要点

1、阐述泥浆护壁钻孔灌注桩施工监理控制要点阐述泥浆护壁钻孔灌注桩施工监理的掌握要点通过对泥浆护壁钻孔灌注桩施工的事前预备、事中掌握及事后验收三个阶段的质量掌握,理论联系现场实际,并结合工程实例,阐述了泥浆护壁钻孔灌注桩施工监理的掌握要点。前言泥浆护壁钻孔灌注桩是钻孔灌注桩中较常见的一种,它能有效地把上部结构荷载传递到深层的地层上,能大幅度地增加地基的承载力,常作为脆弱土地基或是对地基承载力有特别要求的一种解决方案,适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层,在道桥和房屋建筑工程中都有广泛的应用。目前,此法施工的技术已经相当成熟,各地基本总结出一套相近的质量掌握程序,施工过程中如

2、能够严格遵循这些程序,一般质量都能够得到保证。但由于桩基础是在地下施工,隐藏性和技术性都很强,因此,必需更加严格地监理其施工过程,才能保证工程质量。本文结合刚刚监理过的一个工程的实践,从前期工作阶段、施工阶段和工程验收阶段三方面叙述对泥浆护壁钻孔灌注桩施工质量监理的体会和看法。1 工程概况浙江南浔农村合作银行新建营业大楼工程为高层框架核心筒体结构,共22层,其中地下1层,地上21层,建筑高度88.85m(女儿墙顶)。本工程±0.000相当于黄海标高4.20m,室内外高差300mm,总建筑面积31810m2,其中地下室7813m2,采纳纯桩基筏板基础。工程裙房及地下室(主楼以外部分)采

3、纳预应力混凝土管桩(PHC桩)基础,主楼部分采纳钻孔灌注桩筏板基础。灌注桩共有160根,采纳750型,持力层为12层灰色砂质粘土层,桩顶相对标高为-7.15m及-7.95m,桩长40m,单桩抗压承载力特征值为2800kN,主筋配筋为1218,螺旋箍筋8200,加强箍141500。桩顶标高以下2.1m范围内箍筋加密8100,桩全长配筋。桩混凝土充盈系数不得小于1.0且不得大于1.2,混凝土为C30。受力筋爱护层厚度为50mm,沉渣厚度100mm。施工选择的是正循环泥浆护壁钻机成孔技术,采纳GP-10型工程钻机。下面从监理的角度,将本工程泥浆护壁钻孔灌注桩整个施工过程的质量掌握分为前期工作阶段、施

4、工阶段、验收阶段等三个阶段进行叙述。2 前期工作阶段在监理工作中,事前掌握是最有效的手段。灌注桩工序的不行逆转性和隐藏性打算了其前期监控工作的必要性。这一阶段的工作,主要是对施工组织设计的审查,还包括对各项现场预备工作及备料状况的监督。可以通过前期工作预备状况了解施工队伍的素养和管理水平,对他们实际可能达到的质量水平和施工进度作出切实的估量。2.1审查施工单位资质应审查承建单位的资质等级、施工承包的业务范围、技术与管理水平、以往的施工业绩、特别工种人员上岗证书等。2.2审查施工方案重点审核施工程序、施工机械及打桩挨次,尤其是关键工序的工程质量掌握及保证措施,主要包括桩位掌握、钻孔掌握、钢筋笼制

5、作及下放、混凝土灌注等。应要求方案尽量满意可操作性。2.3编制监理细则监理细则对于指导现场的监理活动来说,是特别重要的。细则要对工程的详细状况进行认真分析,提出有针对性的质量与平安掌握措施,还应考虑专业内突发大事的应对方案。本工程监理细则中将以下几个部位作为关键掌握点:桩位、孔深、桩孔垂直度、孔底沉渣厚度量测,钢筋笼制作与安装,水下混凝土的浇筑(尤其是第一斗混凝土)及导管的上拔。监理部将该细则供应给施工项目部,要求他们在打桩前组织进行交底会,使桩机操作人员对要求一清二楚。2.4审查进场原材料在该项工作特别重要,基于两个缘由:首先,任何一个工程,假如不严把原材料质量关,要想得到好的质量,那是不行

6、能的；其次,原材料这一关本身就是监理细则中设立的关键掌握点,监理部在施工阶段的监督工作方案是以点带面,从这个点带动工序质量的监督掌握。3 施工阶段3.1机具设备机具的性能对于能否保证施工质量以及工效的凹凸有很重要的作用,监理人员应有相当的了解。3.1.1钻机钻机有很多性能指标,如功率、扭矩、转速、提升力量、通径、机架高度和平面尺寸、移动力量、对桩位力量等等,一般首先要看功率和扭矩够不够,桩径越大,钻进时切削阻力越大,要求功率和扭矩也越大。在软土施工中,对于650、850桩,扭矩不应小于5kN?m,直径在1m以上的桩,扭矩应在10kN?m以上。本工程用的钻机为GPS-10型,其行走机构采纳自行式

7、(配钢管导轨),行走、转向均较敏捷,故能够满意要求。3.1.2泥浆循环设备泥浆循环设备主要指的是泥浆泵。正循环的泥浆泵存在压(吸)力、泵量必需与桩长、桩径相匹配的问题。对于常用的直径小于1m的桩来说,泥浆泵的泵量应在6001200L/min之间选择。泵量太大或太小都是不相宜的,太小时切削产生的泥浆不能全部排出,泥浆会变得很粘稠,影响进度与质量；太大易在脆弱的孔段形成扩径,也会对砂层造成扰动,影响桩的承载力。本工程地质较匀称,均为黏土或粉质黏土,故监理部认为泵量可以稍大,最终选择的是1000L/min型的泥浆泵。3.2安装就位钻桩就位的基本要求是水平、稳固、三点(绞车、牙盘中心、护筒中心或叫桩位

8、中心)一垂线,这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求。现场掌握时,监理部采纳线锤来测机架的垂直度。在就位时,先粗略对好桩位,然后在绞车上挂线锤,牙盘上用相互垂直的两条线定好中心点,线锤与牙盘中心点对中,即可确定机架的垂直度,如桩机与桩位没有对中,可再稍加调整。另外,为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响刚灌注完混凝土的邻桩质量,钻机完成一桩孔后一般应跳过邻桩位实行跳打,实在无法调整桩位时应停顿36h以上才可以在邻桩位进行施工且应退打。依据阅历,桩间净距在五倍以上的,影响要明显小得多,所以在场地等条件无法满意时,对桩间净距满意此要求的,可以作放宽一步处理。3.3泥浆泥浆是护壁钻孔灌注桩最重要

9、的环节之一。关于泥浆,在建筑地基基础施工质量验收规范GB50202-2022(以下称规范)中仅要求测定泥浆比重,建筑桩基技术规范JGJ94-2022中要求测定三项指标,即相对密度、含砂率和黏度。在监理工作实践中最主要的应掌握比重和粘度这两项指标,在钻进过程中,返出孔口的泥浆密度不应大于1.3g/(cm)3,也不应小于1.1g/(cm)3。太小了孔内负压过大,易坍孔；太大了易使孔壁泥皮过厚,影响桩与土壁的接触,不利于桩的承载力。建筑桩基技术规范JGJ94-2022中要求在灌混凝土前孔底500以内泥浆的比重应小于1.25,含砂率不得大于8%,黏度不得大于28s；规范中要求为1.151.20,实践中

10、可以再往上或往下稍做调整,只要对实际状况进行认真分析,确保这种调整有利。对于泥浆比重的测定,值得留意的是,规范与建筑桩基技术规范中均要求用比重计测,清孔后在距孔底50cm处取样,这需要专用的取样器,实践中操作时,桩基作业人员往往会在孔口取样,这是不规范的。3.4清孔3.4.1第一次清孔这是指钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作,就是将钻杆吊住,不让其下沉,钻头离孔底10cm左右,然后中速开机,利用钻头叶片的搅动作用和泥浆的向上浮力,将沉渣排出孔内。清孔时应另行输入比重在1.1g/(cm)3以下的经沉淀除渣的较干净的泥浆,逐步置换出孔内较黏稠、含较多泥砂的泥浆,而不能直接输入清水,以防

11、发生孔壁坍塌。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础,第一次清孔的冲力大,清孔力量强,可以把绝大部分沉渣包括较大的泥块都清出孔外,而其次次清孔是利用导管来进行的,冲力要小得多,不能让它来担当主要的清孔任务。另外,从管理上讲,假如第一次清孔能够达到规定的沉渣厚度要求,其次次清孔作为储备值,则要保险得多。笔者在实例工程中对清孔的掌握就相当重视第一次清孔,经第一次清孔后测量,沉渣厚度都在5公分以下,可以说,经第一次清孔就达到要求了。关于孔底沉渣,规范中要求摩擦桩150mm,端承桩50mm；建筑桩基技术规范JGJ94-94中要求端承桩50mm,摩擦桩300mm,摩擦端承、端承摩擦桩100mm；建筑桩基

12、技术规范JGJ94-2022中规定端承桩50mm,摩擦桩100mm,抗拔、抗水平力桩200mm。可以看出新规范比原规范要求有较大提高,由于近年对于桩底不同沉渣厚度的试桩结果表明,沉渣厚度大小不仅影响桩端阻力的发挥,而且也影响桩侧阻力的发挥。3.5钢筋笼钢筋笼比较简单出问题的是混凝土爱护层。为保证爱护层厚度,钢筋笼上应设置爱护垫块,设置数量一般是每节钢筋笼不少于2组,每组35块,且应匀称对称布置。本工程中设计明确要求每3m布置一组。按设计方案,桩主筋爱护层采纳8钢筋定位环。我们认为,由于与孔壁的接触面积过小,钢筋定位环简单陷入孔壁泥层内,而依据岩土勘测报告,本工程场地有多层土质为粉土、淤泥质土,

13、简单发生此种状况。故实际施工中对此做了改进,采纳中心穿孔的圆形砂浆块,其半径为爱护层厚度,钢筋笼制作时即穿挂在螺旋筋上,这样垫块与孔壁的接触面积大为增加,效果要好得多。3.6水下混凝土的灌注3.6.1水泥水泥的质量要求和一般的混凝土对水泥的要求无二,但应留意的是其用量。一般状况下不会少于390kg/m3。详细以试验室的设计协作比为依据。本工程用的是商品混凝土,单方水泥用量为351kg/m3(另掺粉煤灰66kg/m3,相当于水泥总用量为417kg/m3)。3.6.2第一斗混凝土的灌注第一斗混凝土的灌注,最要紧的是要留意初灌量的计算。其原理是肯定要将导管内的泥浆一次性排出,里外隔绝,这样才能保证后

14、续灌入的混凝土内不会混入泥浆,造成夹桩。它要求初灌后管内外达到压力平衡,且导管下口应被埋入混凝土1.2m以上。关于初灌量,可以用以下公式计算:V=0.25d2h1+0.25D2Kh2,式中h1为导管内混凝土柱与管外泥浆压力平衡所需高度,h1=(h-h2)rw/rc；h2为第一斗混凝土灌入后导管外混凝土面距孔底的高度,应1.5m；h为桩孔深度(m)；rw为泥浆密度(t/m3),取1.11.2；rc为混凝土密度(t/m3),取2.4；d为导管内径(m)；D为设计桩径(m)；K为充盈系数,可取1.3。另外,几乎全部的技术书籍、手册上都提出要用橡胶或充气球塞,但事实上许多工程特殊是规模比较小的工程上都

15、是不用球塞的。一般都以砂袋作隔水栓,混凝土隔水栓也很少见。本工程施工前,经监理与施工单位最终协商,在导管口设置料闸,将料斗与导管接口堵住,待料斗灌满后再打开料闸。这样在打开料闸时,料斗内的混凝土冲入导管的一次灌入量足够大,形成足够冲、压力,管内的泥浆能一次性排出,不会与混凝土混合而形成夹桩,而最先与泥浆接触的部分混凝土,则被后续灌入的混凝土顶至桩顶,最终作为浮浆层凿除(设计要求凿除段长度为2m)。3.6.3试块的留置施工规范规定,灌注桩的混凝土试块按每根桩不少于1组的原则留置(每浇注50m3混凝土必需有一组试块)。4 工程验收阶段在工程验收阶段,监理人员的工作主要包括成桩检测和质量评价两个部分

16、。4.1成桩检测包括桩位偏差、桩身质量、桩的承载力检测等。桩的承载力检测包括静载试验、动力测试两项。规范规定:工程桩应进行承载力检验。对于桩承载力检验,各地习惯上常采纳不同的方法。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件简单,成桩质量牢靠性低的灌注桩,应采纳静载荷试验的方法进行检验,检验数不应少于总数的1%,且不应少于3根,当总桩数少于50时,不应少于2根。该工程检测单位由业主单位确定,检测过程由监理部进行见证。共做低应变检测160根(全数检测),其中完整桩(类桩)为153根,基本完整桩(类桩)为7根经检测,未发觉严峻的缩颈、夹层和混凝土不密实等缺陷；静荷载试验采纳堆载法,共检测3根,最大加载量与

17、最大沉降量均满意设计要求。检测结果表明,桩体质量较抱负。4.2质量评价监理部在完工后依据桩基施工过程记录、成桩检测及试块试验结果对施工质量作出了评估报告,报告说明白桩基施工过程,列出了钢筋、混凝土等主要材料的报验、见证取样状况以及监理部对桩基的质量评定。评定的内容为:施工操作质量(各检验批)、混凝土试块试验结果评定、桩基检测结果、施工技术资料整理状况等,最终综合说明本子分部工程的质量评定状况。评定的依据主要是建筑工程施工质量验收统一标准(GB50300)、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2022)。5 几点体会通过现场实际检验,我们认为要做好泥浆护壁钻(下转第70页)孔灌注桩的质量监理工作,特殊应重视以下几点:(1)制订周密的监理方案,包括桩基监理细则和旁站监理方案；(2)依据监理方案进行严格、有重点的监督,特殊是孔深、孔底